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Recolector de Ciencia Abierta, RECOLECTA
Bachelor thesis . 2018
License: CC BY NC ND
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Recolector de Ciencia Abierta, RECOLECTA
Bachelor thesis . 2016
License: CC BY NC ND
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Sistema de instrumentación para monitorización de ensayos de impacto con una matriz de sensores FBG

Authors: Andrei Poiana, Dragos;

Sistema de instrumentación para monitorización de ensayos de impacto con una matriz de sensores FBG

Abstract

En este proyecto se ha diseñado e implementado un sistema de instrumentación opto-electrónico para la adquisición de deformaciones y sus variaciones con el tiempo. La medida de la deformación se realiza mediante una red de sensores FBG (Fiber Bragg Gratings), distribuidos en paralelo. El sistema está diseñado para monitorizar ensayos de impacto mediante el registro las deformaciones dinámicas o vibraciones del conjunto de sensores. De esta manera, permite observar un movimiento vibratorio de un panel en un máximo de 8 puntos simultáneamente. La resolución del sistema es de 0.64 " a la frecuencia de muestreo de 60 kHz, lo cual permite adquirir armónicos de vibraciones a altas frecuencias. A lo largo de este proyecto se ha llevado a cabo la parte de diseño electrónico correspondiente a la adaptación del láser de tipo VCSEL, las conexiones de modulación, el control de temperatura, el diseño mecánico-térmico de evacuación de calor y la fabricación de un circuito impreso para el uso del láser. Adicionalmente, se han caracterizado los parámetros de emisión del láser y se ha calculado la interdependencia de las variables más signi cativas (longitud de onda emitida, corriente y temperatura). Por otra parte, se ha diseñado un circuito modulador con el que se controla la longitud de onda del VCSEL, de modo que barre un espectro de emisión su ciente para iluminar un sensor FBG, una fuente de tensión simétrica para la alimentación del módulo de detección y un sistema de interconexión entre el bloque de detección y el de adquisición. Así mismo, se ha montado el conjunto de sensores en un sistema de excitación vibratorio que permite deformarlos a voluntad. Con ello se han caracterizado los sensores FBG en re exión y se ha calculado su sensibilidad. Tras la fabricación de los subsistemas y su caracterización, se ha realizado el montaje del sistema completo y el diseño del algoritmo de adquisición y procesamiento mediante LabView. Éste permite observar en tiempo real la deformación dinámica del conjunto de sensores de manera independiente así como realizar un registro de los impactos producidos. Por último se ha calibrado el sistema y se ha puesto a prueba en el laboratorio. Las aplicaciones de este sistema de instrumentación de alta resolución y buena respuesta dinámica se extienden a campos en los que se necesite una monitorización precisa de la deformación en varios puntos de un sólido. Por ejemplo las pruebas de impacto en aeronaves, piezas de altas prestaciones, monitorización de estado de salud de vigas y estructuras, etcétera.

Country
Spain
Related Organizations
Keywords

Sistema de instrumentación, Optoelectrónica, Electrónica, FBG (Fiber Bragg Gratings)

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